高中物理人教必修一第4章 運(yùn)動和力的關(guān)系 達(dá)標(biāo)檢測解析版

1、人教版高一物理必修第一冊課堂同步精選練習(xí)第4章 運(yùn)動和力的關(guān)系 達(dá)標(biāo)檢測（解析版）一、選擇題(共10個小題,每小題5分,共50分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有一個或一個以上選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得5分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分。)1.在物理學(xué)史上,正確認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系且推翻“力是維持物體運(yùn)動的原因”這個觀點(diǎn)的物理學(xué)家及建立慣性定律的物理學(xué)家分別是() A.亞里士多德、伽利略B.伽利略、牛頓C.伽利略、愛因斯坦D.亞里士多德、牛頓【答案】B【解析】伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)推翻了“力是維持物體運(yùn)動的原因”這個觀點(diǎn),牛頓在前人的基礎(chǔ)上建立了牛頓第一定律(慣性定律),故B正確。2.伽利略

2、根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn),提出了慣性的概念,從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說法,其中正確的是()A.物體抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性B.沒有力作用時,物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài)C.只有靜止或勻速直線運(yùn)動的物體才具有慣性D.運(yùn)動物體如果沒有受到力的作用,將會停止運(yùn)動【答案】A【解析】物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),叫做慣性,所以物體抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性,故A正確;沒有力作用,物體也可能做勻速直線運(yùn)動,故B錯誤;一切物體都具有慣性,故C錯誤;運(yùn)動的物體在不受力時,可以保持勻速直線運(yùn)動,故D錯誤。3.關(guān)于反作用力在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)中應(yīng)用的例子,

3、下列說法中錯誤的是()A.運(yùn)動員在跳高時總是要用力蹬地面,才能向上彈起B(yǎng).大炮發(fā)射炮彈時,炮身會倒退C.農(nóng)田灌溉用的自動噴水器,當(dāng)水從彎管的噴嘴里噴射出來時,彎管會旋轉(zhuǎn)D.發(fā)射火箭時,火箭向下噴氣,使火箭上升【答案】B【解析】大炮發(fā)射炮彈時,炮身會倒退,這不是反作用力的應(yīng)用,而是要防止這種現(xiàn)象發(fā)生。其他選項(xiàng)都利用了反作用力。4.有一位外國探險家,到中國進(jìn)行探險,有一次,他對所到的目的地的地形情況不了解,因此走路非常小心,慢慢前行,由于走進(jìn)了沼澤地,突然這位探險家往下沉,則下列說法中正確的是()A.在突然下沉?xí)r,由于人只受到重力與支持力,所以這兩個力平衡B.因?yàn)榇藭r人在下沉,所以人受到的支持力小

4、于人對沼澤地的壓力C.在人慢慢行走的過程中,存在兩對作用力與反作用力D.人下沉的原因是因?yàn)橹亓Υ笥谌耸艿降闹С至Α敬鸢浮緿【解析】當(dāng)人突然下沉?xí)r,人有向下的加速度,處于失重狀態(tài),人受到的重力大于人受到的支持力,故D正確,A錯誤;人受到的支持力與人對沼澤地的壓力是作用力與反作用力,大小相同,方向相反,故B錯誤;人行走時受地面的支持力和人對地面的壓力、自身重力和人對地球的吸引力、地面對人的摩擦力和人對地面的摩擦力三對作用力與反作用力,故C錯誤。5.光滑的水平面上,有一木塊以速度v向右運(yùn)動,一根彈簧固定在墻上,如圖所示,木塊從與彈簧接觸直到使彈簧壓縮至最短的過程中木塊將做的運(yùn)動是() A.勻減速運(yùn)動

5、B.速度減小,加速度增大C.速度減小,加速度減小D.無法確定【答案】B【解析】木塊從與彈簧接觸直到彈簧被壓縮到最短的過程中,木塊豎直方向受到重力與支持力兩個力,二力平衡。水平方向受到彈簧向左的彈力,由于彈力與速度方向相反,則木塊做減速運(yùn)動,隨著壓縮量的增大,彈力增大,由牛頓第二定律可知,加速度增大。故B正確,A、C、D錯誤。6.如圖所示,小車上有一個定滑輪,跨過定滑輪的繩一端系一重球,另一端系在彈簧測力計上,彈簧測力計下端固定在小車上。開始時小車處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)小車沿水平方向運(yùn)動時,小球恰能穩(wěn)定在圖中虛線位置,下列說法中正確的是() A.小球處于超重狀態(tài),小車對地面壓力大于系統(tǒng)總重力B.小球處

6、于失重狀態(tài),小車對地面壓力小于系統(tǒng)總重力C.彈簧測力計讀數(shù)大于小球重力,但小球既不超重也不失重D.彈簧測力計讀數(shù)大于小球重力,小車一定向右做勻加速運(yùn)動【答案】C【解析】小球穩(wěn)定在題圖中虛線位置,則小球和小車有相同的加速度,且加速度水平向右,故小球既不超重也不失重,小車既可以向右做勻加速運(yùn)動,也可以向左做勻減速運(yùn)動,故C項(xiàng)正確。7.“蹦極”是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動,某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落,圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置,c點(diǎn)是人能到達(dá)的最低點(diǎn),b點(diǎn)是人懸吊著處于靜止時的平衡位置,人在從P點(diǎn)下落到最低點(diǎn)c的過程中() A.人在Pa段做自由落體運(yùn)動,處于完全失重狀態(tài)B.在b點(diǎn),人處于失重狀態(tài)C

7、.在bc段繩的拉力小于人的重力,人處于失重狀態(tài)D.在c點(diǎn),人的速度為零,其加速度為零【答案】A【解析】人在Pa段只受重力,故處于完全失重狀態(tài),A正確;在b點(diǎn)人所受的合力為零,既不失重也不是超重,故B錯誤;在bc段繩的拉力大于人的重力,人處于超重狀態(tài),故C錯誤;在c點(diǎn),人的速度為零,但其加速度不為零,故D錯誤。8.魚在水中沿直線水平向左加速游動過程中,水對魚的作用力方向合理的是() 【答案】D【解析】魚在水中受水的浮力保持魚在豎直方向的平衡,由于水平方向向左加速,故魚受水平方向向左的外力,故水對魚的作用力應(yīng)是浮力與向左推動力的合力,故應(yīng)斜向左上方,D正確。9.如圖所示,甲、乙兩人在冰面上“拔河”

8、。兩人中間位置處有一分界線,約定先使對方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計,冰面可看成光滑,則下列說法正確的是() A.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力B.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力C.若甲的質(zhì)量比乙大,則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D.若乙收繩的速度比甲快,則乙能贏得“拔河”比賽的勝利【答案】C【解析】甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是作用力和反作用力,故A錯誤;甲對繩的拉力與乙對繩的拉力的一對平衡力,故B錯誤;若甲的質(zhì)量比乙大,則甲的加速度比乙的小,可知乙先到分界線,故甲能贏得“拔河”比賽的勝利,故C正確;收繩速度的快慢并不能決定“拔河”比賽的輸贏,故D錯誤。10.馬拉車由靜止

9、開始做直線運(yùn)動,以下說法正確的是()A.加速前進(jìn)時,馬向前拉車的力,大于車向后拉馬的力B.只有勻速前進(jìn)時,馬向前拉車的力和車向后拉馬的力大小才相等C.無論加速或勻速前進(jìn),馬向前拉車的力與車向后拉馬的力大小都是相等的D.車或馬是勻速前進(jìn)還是加速前進(jìn),取決于馬拉車和車?yán)R這一對力【答案】C【解析】馬對車的拉力和車對馬的拉力是作用力和反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,兩者一定大小相等,與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。無論加速或勻速前進(jìn),馬向前拉車與車向后拉馬的力大小都是相等的。作用力和反作用力分別作用在兩個物體上,各自產(chǎn)生各自的效果。車或馬是勻速前進(jìn)還是加速前進(jìn),取決于車或馬的受力情況。二、非選擇題(本題共6小題分

10、，滿分50分)11.(10分)某研究性學(xué)習(xí)小組在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,沙桶和沙的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后面拉動的紙帶經(jīng)打點(diǎn)計時器打出的點(diǎn)計算得到。 (1)本實(shí)驗(yàn)主要用到的物理思想方法是。A.理想實(shí)驗(yàn)法B.控制變量法C.假設(shè)法D.極限法(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是。A.當(dāng)m遠(yuǎn)大于M時,才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小近似等于沙和沙桶的重力B.平衡摩擦力時,應(yīng)將沙桶用細(xì)線通過定滑輪系在小車上C.改變小車的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)時,不需要重新平衡摩擦力D.實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)先釋放小車,后接通打點(diǎn)計時器的電源(3)如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)

11、得到的一條紙帶示意圖,相鄰計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出。已知打點(diǎn)計時器所接電源的頻率為50 Hz。則打“2”點(diǎn)時對應(yīng)的速度大小是m/s,紙帶在06計數(shù)點(diǎn)間的加速度大小是m/s2(答案均保留兩位有效數(shù)字)。 (4)如圖所示是某同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時,根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線。其中圖線不過原點(diǎn)的原因是,圖線在末端彎曲的原因是。 【答案】(1)B(2)C(3)0.812.0(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足不滿足M遠(yuǎn)大于m【解析】(1)探究加速度與力的關(guān)系時,要控制小車質(zhì)量不變而改變拉力大小;探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時,應(yīng)控制拉力不變而改變小車質(zhì)量。這種實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。故B正確,A、C、D

12、錯誤。(2)A、根據(jù)牛頓第二定律得:對m:mg-T=ma對M:T=Ma解得:T=Mm+Mmg當(dāng)Mm時,即小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量,繩子的拉力近似等于沙和沙桶的總重力。故A錯誤。B、平衡摩擦力時,應(yīng)將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,使小車沿木板運(yùn)動,通過打點(diǎn)計時器打出來的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動。故B錯誤。C、每次改變小車的質(zhì)量時,小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力。故C正確。D、實(shí)驗(yàn)時,如果先釋放小車,再接通打點(diǎn)計時器電源,由于小車運(yùn)動較快,可能會使打出來的點(diǎn)很少,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理。故D錯誤。(3)計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.02 s5=0.1 s,打“2”

13、點(diǎn)時對應(yīng)的速度v2=x12+x232T=0.81 m/s,小車的加速度a=(x34+x45+x56)-(x01+x12+x23)9T2=2.0 m/s2。(4)圖線不過原點(diǎn)表明當(dāng)F0時,a=0。也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0,是沒有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足引起的。對m:mg-T=ma對M:T=Ma得:(m+M)a=mg,用mg代替F,變式有:aF=1M+m,當(dāng)M遠(yuǎn)大于m時,a-F圖象的斜率幾乎就是一個定值1M,但m較大時,即不滿足M遠(yuǎn)大于m,斜率會顯著地減小,故圖線往下偏。12.(6分)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們要驗(yàn)證“牛頓運(yùn)動定律”,他們在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,水平軌道

14、上安裝兩個光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細(xì)線一端與力傳感器連接,另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤。實(shí)驗(yàn)時,調(diào)整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力(圖中未畫出)。 (1)該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合力(選填“等于”或“不等于”)力傳感器的示數(shù),該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?(選填“需要”或“不需要”)。(2)實(shí)驗(yàn)獲得以下測量數(shù)據(jù):小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M,擋光板的寬度l,光電門1和2的中心距離為x。某次實(shí)驗(yàn)過程:力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后,砝碼盤才落地),已知重力加速度為g,則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的關(guān)系式是?！敬鸢?/p>

15、】(1)等于不需要(2)F=Ml22x1t22-1t12【解析】(1)由于力傳感器顯示拉力的大小,而拉力的大小就是小車所受的合力,故不需要讓砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。(2)由于擋光板的寬度l很小,故小車在光電門1處的速度為v1=lt1,在光電門2處的速度為v2=lt2,由v22-v12=2ax,得a=v22-v122x=12xl2t22-l2t12。故驗(yàn)證的關(guān)系式為F=Ma=M2xl2t22-l2t12=Ml22x1t22-1t12。13.(6分)一質(zhì)量為2 kg的物體(視為質(zhì)點(diǎn))從某一高度由靜止下落,與地面相碰后(忽略碰撞時間)又上升到最高點(diǎn),該運(yùn)動過程的v-t圖象如圖所示。如果

16、上升和下落過程中空氣阻力大小相等,求:(1)物體上升的最大高度;(2)物體下落過程中所受的空氣阻力的大小。(g取10 m/s2)【答案】(1)1.5 m(2)4 N【解析】(1)1.01.5 s的位移大小即為物體上升的最大高度,則x=vt=6+020.5 m=1.5 m(2)物體下落過程中加速度為a=vt=8 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律有:mg-f=ma,得:f=4 N14.(8分)如圖所示,質(zhì)量M=60 kg的人通過光滑的定滑輪拉著m=20 kg的物體,當(dāng)物體以加速度a=5 m/s2上升時,人對地面的壓力多大?(g=10 m/s2)【答案】300 N【解析】對物體m,由牛頓第二定律可得F-m

17、g=ma故繩的拉力F=m(g+a)=20(10+5) N=300 N對人,由于人靜止,則Mg=FN+F則地面對人的彈力FN=Mg-F=300 N由牛頓第三定律,人對地面的壓力為300 N。15.(8分)如圖所示,一個人用與水平方向成=37角的斜向下的推力F推一個重G=200 N的箱子勻速前進(jìn),箱子與地面間的動摩擦因數(shù)為=0.5(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10 m/s2)。(1)求推力F的大小;(2)若人不改變推力F的大小,只把力的方向變?yōu)樗饺ネ七@個靜止的箱子,推力作用時間t=3 s后撤去,求從改變力的方向到靜止箱子滑行的總位移為多大?【答案】(1)200 N(2)45

18、m【解析】(1)選箱子為研究對象,其受力分析如圖所示。由平衡條件知:F cos 37=f1=N,N=G+F sin 37由以上各式得:F=Gcos37-sin37=0.52000.8-0.50.6 N=200 N(2)過程及受力分析如圖所示。前3 s內(nèi):a1=F-f2m=F-Gm=200-0.520020 m/s2=5 m/s23 s末:v1=a1t1=53 m/s=15 m/s前3 s內(nèi)的位移:s1=12a1t12=1259 m=22.5 m撤去F后:a2=-Gm=-g=-0.510 m/s2=-5 m/s2由:0-v12=2a2s2得:s2=-v122a2=22510 m=22.5 m所以箱子滑行的總位移:s=s1+s2=22.5 m+22.5 m=45 m16.(12分)如圖所示,水平傳送帶以2 m/s的速度運(yùn)動,傳送帶長AB=20 m,今在其左端將一工件輕輕放在上面,工件被帶動,傳送到右端,已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.1,(g=10 m/s2)試求:(1)工件開始時的加速度a;(2)工件加速到2 m/s時,工件運(yùn)動的位移;(3)工件由傳送帶左端運(yùn)動到右端的時間?！敬鸢浮?1)1